FC šķēršļa aizsardzības shēma 3~12kV palīgpieejas sistēmai: Izstrādājums Izvēle un Lietojuma Piemēri

I. Risinājuma pārskats​
Šis risinājums mērķē sniegt pilnīgu sistēmu, balstoties uz augstsprieguma vakuumkontaktora (Kontaktors) un augstsprieguma straumes ierobežojošās šķērsnes (Šķēršņi) kombināciju, ko kopā sauc par FC shēmu. Tas ir izstrādāts vidējsprieguma sistēmām no 3 līdz 12 kV, īpaši piemērots lietojumam, kur nepieciešamas biežas operācijas, augsta uzticamība un ekonomiskākā cena. FC shēmā vakuumkontaktors apgūst normālo un pārmērīgo straumes plūsmu, kā arī biežas operācijas, savukārt augstsprieguma šķērsne nodrošina spēcīgu īslaicīgās korteža aizsardzību. Kopā tie veido pilnībā funkcionalu, augstas veiktspējas aizsardzības un kontrolēšanas vienību.

​II. Galveno komponentu īpašības​
FC shēmas galvenā priekšrocība ir tā divu galveno komponentu izcilajai veiktspējai un precīzai saskaņošanai.

​​(I) Augstsprieguma vakuumkontaktors (Operācijas un pārmērīgo straumes pārtraukšanas komponents)​​
Kā shēmas operatīvais centrālais punkts, vakuumkontaktors parāda šādas īpašības:

1. ​Modernais struktūras un pārtraukuma princips:​​
• Izvietots vakuumā (vakuumā līmenis līdz 1,33×10⁻⁴ Pa) ar galvenajiem kontaktiem nomazgātiem keramikas korpusā. Atverot, kustīgie un fiksētie kontakti ātri atdalās, izmantojot metāla gāzes ātru kondensāciju straumes nulles momentā, efektīvi iznīcinot loku un atjaunojot dielektrisko izolācijas stiprumu.
• Aprīkots ar saistītu trieciena mehānismu, kas nodrošina triecienu, ja viena fāze šķēršņa sakāpe, novēršot fāžu zudumu darbībā, un ietver nekorektas slēgšanas novēršanas funkciju, ja šķēršņi nav uzstādīti.
• Ārkārtīgi zema sadalītā strāva (≤0,5A), efektīvi samazinot pārslēguma pārspriegumu un aizsargājot induktīvo ielādi, piemēram, dzinēju, dielektrisko izolāciju.
2. ​Augstas uzticamības darbības mehānisms:​​
• Izmanto elektromagnētisku darbības mehānismu, kas spēj nodarboties ar līdz pat 2 000 operācijām stundā, atbilstot visaugstākajām prasībām biežām operācijām.
• Elastīgas noturēšanas metodes: Elektriskā pašnoturēšana (noturēta ar noturēšanas spuldzi pēc slēgšanas, ar zemu enerģijas patēriņu) un mehāniskā pašnoturēšana (piemēram, LHJCZR sērija, mehāniski bloķēta pēc slēgšanas, bez nepārtrauktas enerģijas avota) pieejama atbilstoši dažādiem vadības vajadzībām.
• Spēcīga savietojamība ar vadības enerģijas avotiem, atbalstot DC/AC 110V/220V.
3. ​Izcilas norādītās parametri un amata ilgums:​​
• Galvenie elektriskie parametri:

• Paplašināts amata ilgums: Elektriskais amats līdz pat 300 000 operācijām un mehāniskais amats līdz pat 1 000 000 operācijām, būtiski samazinot uzturēšanas pūles un dzīves cikla izmaksas.
• Speciālie vakuumā izveidotie pārtraukuma kameras: Piemēram, TJC 12/630 tips, ar zemu zaudējumu, zemu impulsu, augstu izsmalcināšanās rezistenci un kontaktu pretestību ≤60 μΩ.

​​(II) Augstsprieguma straumes ierobežojošās šķērsnes (Īslaicīgās korteža aizsardzības komponents)​​
Kā šķēršņu aizsardzības centrālais punkts šēmā, tās atlasīšana un pielietošana ir kritiska.

1. ​Funkcionālais princips:​​ Ja strāva pārsniedz noteikto vērtību noteiktā laika periodā, šķēršņa elements automātiski sakāpj un pārtrauc kļūdaino strāvas plūsmu. Tā galvenā īpašība ir tāda, ka jo lielāka pārtraukuma strāva, jo īsāks darbības laiks, nodrošinot spēcīgu straumes ierobežošanas spēju.
2. ​Atlasīšanas principi:​​
• Norādītais spriegums: Jābūt ne mazākam kā sistēmas norādītajam spriegumam; to var būt nedaudz lielāks, bet nekad nedrīkst būt mazāks.
• Norādītā strāvas stāvoklis: Jāņem vērā gan normālais darbības strāvas stāvoklis, pārmērīgais strāvas stāvoklis, kā arī ierīču uzsākšanas īpašības (piemēram, dzinēju uzsākšanas strāva un laiks). Kā aizsardzības rezerves variants, tas darbojas tikai tad, ja kļūdainā strāva pārsniedz kontaktora pārtraukuma spēju vai ja kontaktors nevar darboties.
3. ​Dažādu ierīču aizsardzības saskaņošana:​​
• Augstsprieguma dzinēji (≤1200 kW): Šķēršņam jāturējas pret dzinēja uzsākšanas strāvu, savukārt pārmērīgās strāvas aizsardzību nodrošina kompleksais aizsardzības relējs. Jānodrošina, ka šķēršņa laika-strāvas charakteristikas krivule pareizi krusto relēja charakteristikas, lai sasniegtu aizsardzības dalījumu.
• Piemērs: 250 kW dzinējam ar uzsākšanas laiku 6 sekundes un uzsākšanas strāvu 220A, 100A šķēršņa elements ir piemērots (2-3 uzsākumi stundā).
• Transformatori (≤1600 kVA): Šķēršņam jāturējas pret energoavotas impulsu un ilgstošām pārmērīgām strāvām. Atlasīšana tiek veikta tieši atbilstoši transformatora norādītajai jaudai un sprieguma līmenim.
• Piemērs: 10 kV/800 kVA transformatoram, 80A šķēršņa elements ir piemērots.
• Kondensatoru grupas (≤1200 kvar): Jāturējas pret slēgšanas impulsu, un to caurceļojošais enerģijas daudzums jābūt mazākam par kondensatora izturēšanas spēju. Norādītā strāva parasti ir 1,5–2 reizes lielāka par kondensatora norādīto strāvu. Lielākiem impulsiem vai biežākai slēgšanai ir ieteicams izmantot seriālos reaktorus.

​III. Lietojuma joma un tipiski gadījumi​

​​(I) Lietojuma joma​

• ​Piemērotie scenāriji:​​
• Lielākās rūpnīcas transformatoru līdz 1600 kVA aizsardzības un kontrolēšanas shēmas.
• Biežas uzsākšanas un aizsardzības shēmas augstsprieguma dzinējiem līdz 1200 kW.
• Kondensatoru grupu slēgšanas shēmas līdz 1200 kvar.
• ​Nepiemērotie scenāriji:​​ Ielādēm, kas pārsniedz minētos apjomus, ir jāizmanto vakuumā izveidotu šķēršņu paneļu risinājumi.

​​(II) Veiksmīgi gadījumi​
FC shēmas risinājums ir plaši piemērots daudzos enerģijas ražošanas projektos, pierādot savu uzticamību:

1. ​Siltuma enerģijas ražošanas rīkotne:​​ Izmantoti 8 vakuumā izveidotu šķēršņu paneļi + 36 FC paneļi. Starp tiem, LHJCZR kontaktori ar WFNHO šķēršņiem aizsargā dzinējus, savukārt XRNT šķēršņi aizsargā transformatorus.
2. ​Enerģijas ražošanas rīkotne:​​ Izmantoti 10 vakuumā izveidotu šķēršņu paneļi + 36 FC paneļi (21 dzinēju aizsardzībai, 12 transformatoru aizsardzībai un 3 kondensatoru aizsardzībai).

​IV. Risinājuma priekšrocības un secinājumi​
Šis FC shēmas risinājums integrē vakuumkontaktoru un straumes ierobežojošās šķērsnes dubultās priekšrocības, piedāvājot šādas galvenās priekšrocības:

1. ​Izdevīga cena:​​ Būtiski zemākas investīcijas salīdzinājumā ar vakuumā izveidotu šķēršņu paneļiem, piedāvājot augstu izmaksu efektivitāti.
2. ​Specializēta veiktspēja:​​ Kontaktori izcili darbojas biežās operācijas un pārmērīgo straumu pārtraukšanā, savukārt šķēršņi izcili darbojas ātri pārtraucot augstus īslaicīgās kortežas strāvas, nodrošinot skaidru darba sadalījumu un labu aizsardzību.
3. ​Drošība un uzticamība:​​ Īss īslaicīgās kortežas pārtraukuma laiks (milisekundu līmenis), izcilas straumes ierobežošanas īpašības un efektīva sistēmas ierīču aizsardzība. Saistītais trieciena mehānisms novērš fāžu zudumu darbībā.
4. ​Bez uzturēšanas un ilgs amata ilgums:​​ Vakuumā izveidotās pārtraukuma kameras ir bez uzturēšanas, ar elektrisku un mehānisku amatu līdz pat miljonam operācijām, būtiski samazinot dzīves cikla izmaksas.
5. ​Kompakta un elastīga dizaina:​​ Kompakta struktūra taupa instalācijas telpu. Augsta universālā izmantošana ļauj mainīt līdzīgus produktus, palīdzot uzturēšanai un rezervu pārvaldībai.

​Secinājums:​​ FC shēma ir ideāls izvēles variants aizsardzībai maziem un vidējiem apjomiem transformatoriem, dzinējiem un kondensatoriem rūpnieciskajās enerģijas sistēmās, piemēram, enerģijas ražošanas rīkotnēs, naftas rafinerijās un metallurgijā. Šis risinājums ir tehniski gatavs, plaši apstiprināts un piedāvā izcilas priekšrocības, padarot to par labāko praksi, balstoties uz veiktspēju, izmaksu un uzticamību. Lielākos apjomos, kas pārsniedz tās spēju diapazonu, ir ieteicami vakuumā izveidotie šķēršņu risinājumi.